特大桥库区深水围堰方案比选

龙溪洛清江特大桥库区深水围堰方案比选

李锟

(中铁二十三局集团第四工程公司，成都610000 )

摘要：一般小型水电站库区水深为15m左右，水流速度较慢，水流对围堰的冲击力较小，

但洪水在雨季随时可能来临，流速成倍增加，且大量漂浮物加大了对围堰的冲击力，在围堰方案制定时必须考虑在动水压力作用下的抗倾覆及抗滑移能力。龙溪洛清江双线特大桥位于广西桂林永福县龙溪洛清江水电站大坝上游700m远处，桥址处水深7.5m左右，通过论述该

桥水中墩围堰的设计及施工，从施工安全、可行性、进度、投资等各方面进行分析对比，选择了最优的围堰方案。

关键字：库区深水围堰钢板桩围堰钢围堰比选

1 、工程概况

龙溪洛清江双线特大桥是广西湘桂铁路扩改工程的控制性工程之一，桥梁全长1279.559m，上跨洛清江和桂柳高速公路，受立交、水文控制，桥位于曲线上。跨洛清江的

(48+2 X 80+48) m连续梁主墩17#〜21#墩均位于江中，墩位处水深约7.5m，承台底位于

水下约8m。18#、19#、20#承台为圆形，直径为15m，17#、21#墩承台为矩形，洛清江河

床上覆卵石土，粒径较大，大部分为30〜60cm，层厚2〜4m ,下覆强风化泥灰岩夹页岩，

属W级软石。设计图纸中水中墩围堰型式为钢围堰。

2 、方案选择

设计为普通单壁钢围堰，是否为最佳方案？下面将对围堰从安全、技术、投资、进度等各方面进行分析，并提出钢板桩围堰方案进行比对，以确定最优方案。

2.1 钢围堰

2.1.1 设计要点

水中墩承台属于底桩承台，承台底深入河床50cm 左右，采用钢套箱围堰。

单壁钢围堰采用加工方便的16X 16m方形无底围堰，侧板每块尺寸为 4.4 X 9.5m , L型倒角侧板尺寸为L1.4X 1.4 X 9.5m。侧板采用6mm厚面板；竖向加劲条采用8mm厚钢板条，高度为10cm，间距为55cm；横向加劲采用［12.6槽钢，顶部0〜2m间距为60cm , 2〜4.5m 间距为50cm , 4.5〜6.5m间距为40cm, 6.5〜9.5m间距为30cm;侧板竖向龙骨采用I25工字钢，间距为110cm，在2〜9.5m范围内每列右侧加设一列125工字钢。底部骨架采用128

工字钢，将侧板一一固定在底部骨架周边并连接成一体。水平支撑采用0 529螺旋管及I28

工字钢，共设置两层，最下面一层位于承台顶部以上，层间距 2.5m。

2.1.2 施工要点：

1、用长臂挖掘机清理基坑至承台底以下 1.5m 处，以浇筑封底混凝土，防止管涌出现。

2、底部骨架用吊车或葫芦下放至护筒以下，然后安装I45 工字钢承重架，横放在护筒顶的槽口里，在每根横担的两边各挂一个15T 手拉葫芦，作为调平和下沉钢套箱使用。

3、利用吊车辅助安装侧板，侧板安装按顺序对称安放，尽量保持平衡。安装时利用外侧0 529 钢管桩支承桩与侧模进行临时连接，防止侧模倾倒，使侧模分块安装就位，安装时利用防水泡沫做好密封，拧紧连接螺栓，把侧模连成整体。

4、侧板安装完成后，及时施作围囹、三角支撑斜杆加固，通过葫芦缓慢下放钢围堰至基坑底部，一定要确保围堰侧板竖直。

5、浇筑封底混凝土，5 天后进行抽水作业，抽水时应根据水位下降情况施作上下两层

0 529 螺旋管水平对撑加固，保证围堰不变形漏水。将水排出后施工承台。

2.1.3钢围堰检算要点：

1、封底后抽干水为最不利荷载，要进行水平支撑、侧板的压弯强度、稳定性计算。

2、虽然地处库区且是枯水季节施工，也要考虑洪水带来的水平冲击荷载，按50年一遇

洪水流速计算。计算钢围堰的整体结构安全、抗滑移检算。

3、因采用无底板钢围堰，进行管涌验算，不考虑钢围堰抗浮。

2.1.4钢套箱围堰的优点：

1、有封底混凝土，钢围堰抗滑移、倾覆能力较强。

2、技术娴熟，经检算结构符合使用要求，安全性较好。

3、材料充足，侧板仅需改装即可投入使用。

2.1.5钢套箱围堰的缺点：

1、用钢量大，单个围堰包括所有支撑连接体系重达154t。

2、围堰周转性较差，底板骨架将全部埋在封底混凝土中，侧板部分可以切割改装。

3、施工工期较长，从挖基坑至围堰抽水需耗时45天。

4、单个围堰投资约102万元。

5、封底混凝土质量控制较难，堵水效果有待验证

2.2钢板桩围堰

2.2.1 设计要点

钢板桩围堰采用矩形围堰，平面尺寸16.8 x 16.8m,采用单根12m长的拉森W型钢板桩。

规格如下：

1、首先用长臂挖掘机清理河床，将大块卵石清出基坑，开挖至承台以下50cm为宜。

2、钢板桩插打采用DZ-45A振动液压锤施工。钢板桩施打前，应将桩尖处的凹槽底口封闭，锁口涂油脂。

3、采用单桩打入法，以一块或两块钢板为一组，从一角开始逐块（组）打入，直至工程结束，这种打入方式施工简便，可不停顿地打，桩机行走路线短，速度快。

4、为保证钢板桩的垂直度，安排专人进行线性控制、测量，必要时采用经纬仪量测。

5、在钢板桩插打之前一定要插打试桩，探测钢板桩插打深度，根据嵌入强风化岩层深度，确定施工方案是否可行。

6、插打钢板桩时要根据围堰尺寸，制作导向架，控制钢板桩围堰线形。钢板桩施打好，

钢板桩顶面标高至少高出水面+0.5m，如出现短板，采用焊接封堵钢板处理。

7、围堰插打闭合后对围堰进行堵漏处理，由潜水员在水下将棉布（或再生棉切条）塞进钢板桩缝隙。

8、抽水时，及时施作内支撑，第一道内支撑安设于水面上，第二道内支撑支于承台底标高以上4-5m，并在上游侧挨着围囹竖向插打两根钢管桩。

2.1.3钢板桩检算要点：

1、抽干水时为最不利荷载，要进行水平支撑、侧板的压弯强度、稳定性计算。

2、虽然地处库区且是枯水季节施工，也要考虑洪水带来的水平冲击荷载，按50年一遇

洪水流速计算。计算钢板桩围堰的整体结构安全、抗滑移检算。